Бензиновый двигатель — достоинства и недостатки

Статья об основных плюсах и минусах бензинового мотора. Конструктивные особенности и эксплуатация. В конце статьи — интересное видео о том, как выбрать бензиновый двигатель. Статья об основных плюсах и минусах бензинового мотора. Конструктивные особенности и эксплуатация. В конце статьи — интересное видео о том, как выбрать бензиновый двигатель.

Подавляющее большинство современных автомобилей оснащается бензиновыми моторами, ввиду чего особую актуальность приобретает знание всех его преимуществ и слабых мест. Это позволит скорректировать режим его эксплуатации, а также вовремя проводить регламентные работы, что, в конечном счёте, положительно скажется на длительности исправной работы двигателя.

Конструктивные особенности и их влияние на основные показатели бензинового мотора

Автолюбители предпочитают бензиновый двигатель в силу его низкой стоимости, относительной простоты конструкции, а также меньшей массы. Эти факторы обусловлены, прежде всего, конструктивными особенностями такого агрегата.

Принцип работы бензинового мотора базируется на воспламенении заранее подготовленной топливо-воздушной смеси с помощью искры, вырабатываемой свечами зажигания. В этом случае степень сжатия, возникающая в камере сгорания, относительно невелика и составляет от 8 до 12 единиц. Именно это и позволяет сделать бензиновый двигатель ощутимо легче своего дизельного собрата, в котором повышенные нагрузки обусловливают необходимость применения деталей с большим запасом прочности.

В качестве ещё одного механизма снижения общей массы мотора широко применяется отказ от стальных гильз в цилиндрах в пользу специального металлокерамического износостойкого слоя. К огромному сожалению автовладельцев, многие из двигателей, построенных по этой технологии, не подлежат капитальному ремонту, необходимость которого может возникнуть не только в связи с длительной эксплуатацией, но и из-за использования некачественного топлива.

Современные тенденции автомобилестроения предусматривают активное внедрение турбонаддува и на бензиновых моторах, что позволяет ещё больше расширить их рабочий диапазон, а также поднять тягу на малых оборотах. Негативной стороной такого решения является существенное удорожания агрегата в целом, а также необходимость в более дорогом и частом техническом обслуживании.

Что касается удельной эффективности, которая у бензиновых моторов на достаточно высоком уровне, то постоянные работы, направленные на её рост, в некоторой степени негативно сказались на долговечности и ремонтопригодности агрегата в целом. Речь, прежде всего, ведётся об уменьшении массы поршневой группы для снижения внутренних потерь.

Это достаточно эффективная мера для повышения удельной мощности и улучшения экономичности, но её обратной стороной являются повышенный расход масла и необходимость использования дорогостоящих сплавов, которые могли бы обеспечить должную степень износостойкости для малых площадей контакта.

Следующим направлением работы над современными бензиновыми двигателями является оптимизация камеры сгорания и повышение степени сжатия. Эти меры привели к тому, что моторы стали крайне чувствительны к качеству применяемого моторного топлива, а малейшая неисправность в газораспределительном механизме неизбежно приводит к капитальному ремонту если не всего мотора целиком, то его головки блока цилиндров. Такая ситуация стала широко распространённой ещё и в связи с отказом от использования металлических цепей в пользу ремней в приводе газораспределительного механизма.

Бытует мнение, что бензиновый мотор способен преобразовать не более 20-30% высвобождающейся от сжигания топлива энергии, в то время как для дизеля этот показатель составляет 30-40%, а с применением турбонаддува и интеркулера – до 50%. Отчасти это верно, но с учётом тенденции, направленной на повышение степени сжатия бензинового двигателя и снижения аналогичного показателя для дизельного, а также повсеместного использования наддува, разница в эффективности существенно сокращается.

Лучшие по сравнению с бензиновым тяговые характеристики дизельного двигателя обусловлены его конструктивными особенностями, в частности тем, что он не имеет дроссельной заслонки и регулирование мощности производится ограничением подачи соляра. Это имеет как плюсы так и минусы. С одной стороны – давление в цилиндрах остаётся неизменным,вне зависимости от режима езды, что обеспечивает высокие тяговые характеристики в области низких оборотов, а с другой – это предполагает интенсивные нагрузки на детали двигателя.

Конструктивные особенности бензинового мотора открывают достаточно широкие возможности для его модификации. В частности, его гораздо проще перевести на альтернативное топливо, такое как пропан-бутан или метан. Самое важное при таких переделках заключается в том, что двигатель не теряет возможности работы на бензине, что делает его битопливным. Что же касается дизеля, то подобная переделка чревата полным переходом на газ, поскольку меняется принцип действия системы зажигания.

Эксплуатационные показатели

Отличительной чертой бензиновых моторов по сравнению с дизельными является выход на максимальную мощность при высоких оборотах, что позволяет без труда поддерживать интенсивный разгон в очень широком диапазоне тахометра, даже без использования турбонаддува. Такой характер работы очень хорошо подходит для небольших автомобилей, которые эксплуатируются с малыми нагрузками преимущественно на загородных трассах.

Это вынуждает автомобилиста стартовать на повышенных оборотах, что негативно сказывается на ресурсе механизма сцепления.

Если принимать во внимание расход топлива, то в оптимальном режиме работы он будет весьма мал. К большому сожалению, специфика современного движения делает экономичную езду редким исключением. Так, бензиновый двигатель очень чувствителен к нагрузкам, и если салон автомобиля полон или есть весомый груз в багажнике, то расход топлива резко возрастает.

Это же относится и к городскому режиму езды, который способен увеличить этот показатель в 1,5 раза по отношению к базовой величине. Фактически, такой характер работы делает бензиновый двигатель мало приспособленным для установки его на внедорожники и коммерческий транспорт.

Если рассматривать этот аспект в разрезе зимней эксплуатации, то бензиновый мотор не только легче запускается, но и требует гораздо меньше времени на прогрев, что обеспечивает возможность отапливать салон спустя всего несколько минут после запуска. Для дизельного мотора при достаточно большом салоне автомобиля может потребоваться установка автономного отопителя.

Не менее важным эксплуатационным показателем современного мотора является уровень его шума и вибраций. По этому показателю бензиновый двигатель однозначно выигрывает у дизеля, в котором воспламенение смеси происходит под огромным давлением, высвобождая большое количество энергии, что приводит к сильным вибрациям и возникновению характерного рокота, который практически невозможно заглушить ни эффективной шумоизоляцией, ни использованием дорогостоящих демпферов.

Также для автомобилей с механической коробкой передач при их оснащении дизельным мотором частота переключений существенно возрастает, что в городских условиях может снизить привлекательность и удобство такого транспорта.

Что касается безопасности, то бензин гораздо более пожаро- и взрывоопасен, поэтому при эксплуатации такого автомобиля повышенное внимание должно уделяться герметичности топливной системы, исправности электрооборудования.

Необходимо также принимать во внимание тот факт, что даже пары бензина легко воспламеняются (именно поэтому и запрещено хранить это топливо в плохо проветриваемых помещениях).

Если говорить о требовательности к качеству топлива, то здесь безоговорочно предпочтительны бензиновые моторы, поскольку несмотря на усложнение их узлов и систем управления многие из них по-прежнему практически без потерь могут переваривать бензин с более низким октановым числом.

Что же касается легендарной неприхотливости дизелей, то она канула в лету вместе с их атмосферными модификациями. Современные топливные насосы высокого давления и форсунки попросту приходят в негодность при попытке залить некачественное топливо, содержащее присадки.

Качество отечественного соляра таково, что многие автопроизводители специально вносят в автомобили ряд конструктивных изменений, позволяющих им работать на менее качественном топливе, либо вообще отказываются от поставок в нашу страну дизельных моторов.

Этот факт следует принимать во внимание при покупке машины, которая в Россию официально никогда не поставлялась, либо же при приобретении подержанного автомобиля из США, Европы или Японии. Большинство современных моделей дизелей весьма требовательно к применяемым расходным материалам, в особенности к фильтрам тонкой очистки топлива, что обусловливает необходимость их частой замены. Более того, стабильность его работы гораздо больше зависит от степени их засоренности, чем у бензинового аналога.

Стоимость технического обслуживания бензиновых моторов также существенно ниже их дизельных собратьев, в результате чего многие полагают, что покупка такого автомобиля впоследствии позволит существенно сэкономить. Кроме того, межсервисный интервал дизеля практически вдвое короче, что предопределяет частые визиты на сервис.

Что касается самого обслуживания, то легковые дизели в нашей стране серийно практически не выпускались, автомобилисты познакомились с ними только благодаря импорту. Это же в полной мере относится и к сервисным центрам, в которых не всегда можно встретить квалифицированного мастера, специализирующегося на ремонте дизельных агрегатов.

Что касается традиционного мнения о том, что дизельные двигатели существенно экономичней, то с учётом практически равной стоимости высокооктанового бензина и качественного соляра этот факт, особенно для легкового автомобиля, вызывает сомнение.

Кроме того, высокая изначальная цена и дороговизна обслуживания ещё больше сокращают разницу в эксплуатационных расходах. Таким образом, дизель целесообразно использовать в коммерческом транспорте, а также в автомобилях с большим ежегодным пробегом.

Заключение

Всё вышесказанное позволяет сформулировать основные преимущества бензинового двигателя:

относительная конструктивная простота;

Основные недостатки такого мотора:

высокая пожаро- и взрывоопасность, обусловленная спецификой топлива;

Таким образом, принимая во внимание вышеперечисленные факторы, следует сделать объективный вывод о том, что и бензиновый и дизельный двигатели имеют как преимущества, так и недостатки, которые разграничивают целесообразные сферы их применения.

Видео о том, как выбрать бензиновый двигатель:

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания (ДВС)

На сегодняшний день, самым популярным видом теплового двигателя считается бензиновый двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Такой тип двигателя очень широко используется в самолетах, автомобилях, тракторах, танках, моторных лодках и других видах транспорта. ДВС работают благодаря таким видам горючего, как жидкое топливо (бензин, дизельное топливо, керосин) или горючего газа, который сохраняемого в стальных баллонах.

Устройство бензинового ДВС

Всем известно, что двигатель должен перерабатывать энергию в работу. ДВС является тепловым двигателем, что означает преобразование сгорающего топлива в работу. В поршневом двигателе возникает давление газов, благодаря сгоранию топлива. Газы воздействуют на поршень, задачей которого являются возвратно-поступательные движения. Это очень простой взгляд на принцип работы ДВС. Для работы ДВС необходимыми являются такие процессы как впрыск, подача воздуха, распыление топлива, а также воспламенение смеси и распространение пламени. Для каждого процесса уделено время в тысячные доли секунды.

Фото бензинового двигателя

При возрастании количества оборотов коленвала, увеличивается и крутящий момент, что может быть вызвано попаданием в цилиндры большего количества топлива. Мощность двигателя растет параллельно с крутящим моментом. От максимальной мощности зависит максимальная скорость транспортного средства. При максимальной скорости, автомобиль особо не разгоняется, а двигатель осуществляет работу для преодоления сопротивления воздуха. Количество расхода топлива меняется от величины оборотов коленвала. Для минимального расхода топлива, необходимо придерживаться оборотов чуть ниже средних.

Классификация и типы бензиновых ДВС

За типом все бензиновые ДВС разделяют на такие виды:

• бензиновые;
• газовые;
• роторно-поршневые;
• газодизельные.

Бензиновые ДВС могут еще классифицироваться по расположению и количеству цилиндров (многоцилиндровые, двухцилиндровые, одноцилиндровые), за видом топлива (многотопливные, бензиновые) и по формированию топливной смеси (газовые, карбюраторные, инжекторные). Бензиновые двигатели также классифицируются по осуществлению рабочего цикла на 2-ух и 4-ех тактные. Двухтактные двигатели имеют сравнительно большую мощность, но при этом незначительное КПД и применяются в местах, где важным признаком остаются небольшие размеры, а экономичность является не самым важным фактором.

Принцип работы ДВС

Давайте подробнее рассмотрим устройство 4-ех тактного бензинового двигателя. Одним из основных элементов двигателя считается цилиндр, внутри которого сжигается топливо. Внутри цилиндра движется поршень, который состоит из закрытого цилиндра, имеющего канавки в которые вложены поршневые кольца. Благодаря таким поршневым кольцам, газ, образующийся в результате сгорания топлива, не пропускается в промежутке между зеркалом цилиндра и самим поршнем. С помощью металлического стержня, который называют «пальцем», осуществляется соединение шатуна с поршнем.

Функцией шатуна является передать движения поршня к коленвалу. Вверху цилиндр сообщается с 2-мя специальными каналами при помощи закрытых клапанов. Благодаря впускному каналу подается горючая смесь, а с помощью выпускного — выходят продукты сгорания. С виду клапан напоминает тарелку и прижимается пружинами к отверстию.

Принцип работы 2-х тактного ДВС

Открываются клапаны благодаря кулачкам, расположенных на кулачковом валу. Когда вал вращается, то кулачки поднимают клапаны при помощи толкателей (стальных стержней). Помимо клапанов, вверху цилиндра располагается свеча. Такое приспособление служит для поджога горючей смеси с помощью электрической искры. Искра, в свою очередь, получается благодаря электрическим приборам, установленным на двигатель.

Одним из основных элементов бензинового ДВС является карбюратор. Это устройство, которое служит для смеси воздуха и бензина, а также для регулировки и расхода горючей смеси. В самый обычный карбюратор входят такие элементы:

• поплавковая камера;
• поплавок;
• жиклер вместе с распылителем;
• диффузор;
• дроссельная заслонка.

Топливо из бака попадает в поплавковую камеру, в которой плавает пустотелый, в основном, латунный поплавок. На поплавок должна опираться запорная игла. Как только уровень топлива достигает нужной высоты, то поплавок начинает всплывать, благодаря чему, запорная игла перекрывает трубку, и топливо больше не попадает в камеру. Когда топливо сгорает, соответственно, его уровень в камере понижается, в связи с этим поплавок опускается, а запорная игла способствует подаче топлива. Получается, благодаря такой системе, постоянно поддерживается уровень топлива.

Далее топливо попадает через жиклер в распылитель. Форма и размеры жиклера влияют на объем топлива. В процессе движения поршня, в момент такта впуска, снижается давление в цилиндре, а наружный воздух, благодаря впускному трубопроводу и карбюратору попадает в цилиндр. При помощи дроссельной заслонки осуществляется регулировка объема горючей смеси, поступающей в цилиндры, следовательно, при этом регулируется и мощность. Управление дроссельной заслонкой происходит благодаря педали акселератора, а у мотоциклов ручным приводом.

Принцип работы 4-х тактного двигателя

Из 4-ех тактов в двигателе, только первый и 3-ий являются рабочими. Исходя из этого, одноцилиндровый двигатель необходимо снабжать массовым маховиком. Одноцилиндровые ДВС в основном применяются на мотоциклах. А вот трактора, автомобили и другие транспортные средства, для получения равномерной работы, снабжаются 4-ех, 6-ти и еще большим количеством цилиндров. Для работы двигателя, его необходимо запустить с помощью внешних сил. Например, в автомобиле такую функцию выполняет электромотор, который питается благодаря аккумулятору.

Охлаждение цилиндров

Одной из необходимых частей ДВС считается устройство для охлаждения цилиндра. Когда цилиндр чрезмерно перегревается, происходит пригорание масла, что может привести к вспышке и детонации горючей смеси. В свою очередь детонация понижает мощность ДВС и отрицательно действует в целом на мотор. Охлаждаются цилиндры, благодаря воздуху или проточной воде. Вода при этом должна циркулировать и омывать цилиндры, а в радиаторе она охлаждается воздухом, засасывается который при помощи вентилятора во время движения.

Источник https://fastmb.ru/soveti_auto/1351-dostoinstva-i-nedostatki-benzinovogo-dvigatelya.html

Источник http://www.lyxavto.ru/345-benzinovyy-dvigatel-vnutrennego-sgoraniya.html

Источник

Источник